(57)【要約】【課題】各種特性（特に、温度特性）に優れる弾性表面波素子、および、かかる弾性表面波素子を備える電子機器を提供すること。【解決手段】弾性表面波素子１は、基板２としてオイラー角が（０、θ、ψ）で表される水晶基板を有し、この基板２上に設けられたＩＤＴ３および反射器４、５と、ＩＤＴ３および反射器４、５の上面に選択的に設けられた絶縁保護膜とを有している。この弾性表面波素子１は、ＩＤＴ３および反射器４、５を、弾性表面波の伝搬方向と基板２のＸ軸とのなす角度ψが９０±１０゜となるように配置し、横波型弾性表面波が励振されるよう構成されている。そして、カット角θが、１２６〜１５０°であり、絶縁保護膜の規格化膜厚Ｈｚ／λ（Ｈｚは絶縁保護膜の平均厚さを示し、λは横波型弾性表面波の波長を示す。）が、０．０２〜０．４であることを特徴とする。【選択図】図１
2006237750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイラー角が（０、θ、ψ）で表される水晶基板と、
該水晶基板上に設けられ、電気信号を前記水晶基板の表面付近を伝搬する弾性表面波に変換する機能および／または前記水晶基板の表面付近を伝播する弾性表面波を電気信号に変換する機能を有し、複数の電極指を備える櫛歯電極と、
少なくとも前記各電極指の前記水晶基板と反対側の面に設けられた絶縁膜とを有し、
前記櫛歯電極を、前記弾性表面波の伝搬方向と前記水晶基板のＸ軸とのなす角度ψが９０±１０゜となるように配置し、横波型弾性表面波が励振されるよう構成された弾性表面波素子であって、
カット角θが、１２６〜１５０°であり、
前記絶縁膜の規格化膜厚Ｈｚ／λ（Ｈｚは絶縁膜の平均厚さを示し、λは横波型弾性表面波の波長を示す。）が、０．０２〜０．４であることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
前記絶縁膜は、ＳｉＯ２を主材料として構成され、
当該絶縁膜の規格化膜厚Ｈｚ／λが、０．０３〜０．３８である請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記絶縁膜は、Ａｌ２Ｏ３を主材料として構成され、
当該絶縁膜の規格化膜厚Ｈｚ／λが、０．０４〜０．４である請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記絶縁膜は、前記各電極指の上面または表面を覆うように設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記絶縁膜は、前記各電極指の表面および前記水晶基板の前記各電極指から露出する部分を覆うように設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項６】
前記櫛歯電極は、Ａｌを主材料として構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項７】
前記櫛歯電極の規格化膜厚Ｈ／λ（Ｈは櫛歯電極の平均厚さを示し、λは横波型弾性表面波の波長を示す。）は、０．０３〜０．１４である請求項６に記載の弾性表面波素子。
【請求項８】
前記櫛歯電極の規格化膜厚Ｈ／λと、前記カット角θとが以下に示す関係Ａを満足するように設定されている請求項６または７に記載の弾性表面波素子。
［関係Ａ］
θｍｉｎ≦θ≦θｍａｘ
θｍａｘ＝３３４４．８（Ｈ／λ）２−１４３．６５（Ｈ／λ）＋１２９．０９８
θｍｉｎ＝２５６０．４（Ｈ／λ）２−１４７．１８（Ｈ／λ）＋１２２．８
【請求項９】
前記櫛歯電極を介して一対で設けられ、複数の反射体を備える反射器を有し、
該各反射器は、前記弾性表面波の伝搬方向と前記水晶基板のＸ軸とのなす角度ψが９０±１０゜となるように配置されており、
前記絶縁膜は、さらに、少なくとも前記各反射体の前記水晶基板と反対側の面に設けられている請求項１ないし８のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項１０】
前記各反射器は、いずれも、Ａｌを主材料として構成されている請求項９に記載の弾性表面波素子。
【請求項１１】
前記各反射器の規格化膜厚は、０．０３〜０．１４である請求項１０に記載の弾性表面波素子。
【請求項１２】
前記各反射器の規格化膜厚と、前記カット角θとが前記関係Ａを満足するように設定されている請求項１０または１１に記載の弾性表面波素子。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の弾性表面波素子を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝搬媒体の表面付近に、エネルギーを集中させて伝搬する波は、弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ：ＳＡＷ）として知られている。
弾性表面波素子は、このような弾性表面波を利用する素子であり、携帯電話等の通信機器用のバンドパスフィルター、基準クロックとしての共振子、信号処理用遅延素子（特に、フーリエ変換機能素子）、圧力センサーや温度センサーのような各種センサー、光偏向器等へ応用されている。
【０００３】
例えば、フィルターや共振子として使用する弾性表面波素子は、弾性表面波の伝搬媒体としての圧電基体と、この圧電基体上に配置され、圧電基体に弾性表面波を励振させる電圧を印加する入力用と、圧電基体を伝搬する弾性表面波を検出し、電気信号に変換して出力する出力用との一対の櫛歯電極（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：ＩＤＴ）と、ＩＤＴの両側部に配置された一対の反射器とを備えている。
【０００４】
このような弾性表面波素子では、入力用のＩＤＴに交流電力（電気信号）が供給されると、この交流電力による電場によって圧電基体にひずみが生じる。このとき、この電場を生じる電極が櫛歯形状であることにより圧電基体に疎密が生じ、これにより弾性表面波が発生する。
この弾性表面波はＩＤＴの両側に伝搬し、反射器によって反射され、反射器の間で共振が生じる。そして、この弾性表面波のエネルギーは出力用ＩＤＴによって電気的エネルギーに変換され、出力される。
【０００５】
ところで、弾性表面波素子に要求される特性としては、温度変化に対する周波数変動が小さいこと（温度特性が良好であること）、電気機械結合係数ｋ２がある程度大きいこと、また反射器を使用する場合には弾性表面波の反射係数が大きいこと等がある。
このうち、温度特性は、特に、共振子や狭帯域フィルターとして用いられる弾性表面波素子において重要となる。
【０００６】
温度特性に優れた弾性表面波素子としては、ＳＴカット０゜Ｘ軸伝搬の水晶基板上に、ＩＤＴや反射器を形成し、ＩＤＴの励振により生成するレイリー波を用いるようにしたものがある。
一般に、弾性表面波の周波数は、ｆ（周波数）＝Ｖ（音速）／λ（波長）にて定義される。櫛歯電極を同一波長とした場合により高周波化するためには、音速の速い基板を用いるのが望ましい。
【０００７】
レイリー波は、通常、音速が３０００ｍ／ｓ近傍と遅く、数百ＭＨｚの素子としては望ましいが、１ＧＨｚ以上については、櫛歯電極の電極対の波長を短くしなければならず、フォトリソグラフィーの精度、電極の成膜精度や、エッチング精度の確保が困難である。例えば、櫛歯電極の線幅およびスペース幅を１対１とした場合には、１．５ＧＨｚを実現するための線幅は０．５μｍ以下であり、量産を考えると精度の面で困難である。
また、横波（ＳＨ波；Ｓｈａｒｅ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｗａｖｅ）を使用する弾性表面波素子として、ＳＴカット９０゜Ｘ軸伝搬の水晶基板上に、ＩＤＴや反射器を形成したものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００８】
水晶基板上においては、これら横波型弾性表面波を用いるＳＨ波は一般的にＳＴＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｒａｎｓｅｖｅｒｓａｌ  Ｗａｖｅ：表面横波）と呼ばれており（例えば、特許文献４参照。）、その音速が約５０００ｍ／ｓと、ＳＴカットの１．６倍もあり、同一パターンで１．６倍の高周波が得られることから、ＳＴＷを利用した弾性表面波素子は、１ＧＨｚ以上の弾性表面波素子に適用されている。
【０００９】
また、水晶基板では、ＳＴＷにおいて１次温度係数である周波数温度特性（ＴＣＦ）が「０」となるカット角が存在することが広く知られている。
しかしながら、特許文献４に記載の弾性表面波素子では、カット角としてθが１２８．４°近傍の水晶基板を用いており、２次温度係数がＳＴカットのレイリー波よりも悪いという欠点がある。
【００１０】
【特許文献１】特公昭６１−４５８９２号公報
【特許文献２】特開平１０−２３３６４５号公報
【特許文献３】特開２０００−３２３９５６号公報
【特許文献４】ＵＳ  Ｐａｔ．４９６５４７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、各種特性（特に、温度特性）に優れる弾性表面波素子、および、かかる弾性表面波素子を備える電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の弾性表面波素子は、オイラー角が（０、θ、ψ）で表される水晶基板と、
該水晶基板上に設けられ、電気信号を前記水晶基板の表面付近を伝搬する弾性表面波に変換する機能および／または前記水晶基板の表面付近を伝播する弾性表面波を電気信号に変換する機能を有し、複数の電極指を備える櫛歯電極と、
少なくとも前記各電極指の前記水晶基板と反対側の面に設けられた絶縁膜とを有し、
前記櫛歯電極を、前記弾性表面波の伝搬方向と前記水晶基板のＸ軸とのなす角度ψが９０±１０゜となるように配置し、横波型弾性表面波が励振されるよう構成された弾性表面波素子であって、
カット角θが、１２６〜１５０°であり、
前記絶縁膜の規格化膜厚Ｈｚ／λ（Ｈｚは絶縁膜の平均厚さを示し、λは横波型弾性表面波の波長を示す。）が、０．０２〜０．４であることを特徴とする。
これにより、２次温度係数β（すなわち、温度特性）に優れるとともに、耐絶縁性に優れる弾性表面波素子が得られる。
【００１３】
本発明の弾性表面波素子では、前記絶縁膜は、ＳｉＯ２を主材料として構成され、
当該絶縁膜の規格化膜厚Ｈｚ／λが、０．０３〜０．３８であることが好ましい。
これにより、２次温度特性βをより改善することができ、また、耐絶縁性を向上させることができる。
本発明の弾性表面波素子では、前記絶縁膜は、Ａｌ２Ｏ３を主材料として構成され、
当該絶縁膜の規格化膜厚Ｈｚ／λが、０．０４〜０．４であることが好ましい。
これにより、２次温度特性βをより改善することができ、また、耐絶縁性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の弾性表面波素子では、前記絶縁膜は、前記各電極指の上面または表面を覆うように設けられていることが好ましい。
これにより、絶縁膜の内部応力が、水晶基板を撓ませる方向に作用し、弾性表面波素子の温度特性を変化させることができる。
本発明の弾性表面波素子では、前記絶縁膜は、前記各電極指の表面および前記水晶基板の前記各電極指から露出する部分を覆うように設けられていることが好ましい。
これにより、絶縁膜の内部応力が、水晶基板を撓ませる方向により大きく作用し、弾性表面波素子の温度特性をより確実に変化させることができる。
【００１５】
本発明の弾性表面波素子では、前記櫛歯電極は、Ａｌを主材料として構成されていることが好ましい。
Ａｌは、電気抵抗が小さいため、櫛歯電極をＡｌを主材料として構成することにより、エネルギー損失が小さくなる。
本発明の弾性表面波素子では、前記櫛歯電極の規格化膜厚Ｈ／λ（Ｈは櫛歯電極の平均厚さを示し、λは横波型弾性表面波の波長を示す。）は、０．０３〜０．１４であることが好ましい。
これにより、温度特性がより改善され、また、電気機械結合係数ｋ２が大きくなり、電気機械変換に際するエネルギー損失を小さく抑えることができる。
【００１６】
本発明の弾性表面波素子では、前記櫛歯電極の規格化膜厚Ｈ／λと、前記カット角θとが以下に示す関係Ａを満足するように設定されていることが好ましい。
［関係Ａ］
θｍｉｎ≦θ≦θｍａｘ
θｍａｘ＝３３４４．８（Ｈ／λ）２−１４３．６５（Ｈ／λ）＋１２９．０９８
θｍｉｎ＝２５６０．４（Ｈ／λ）２−１４７．１８（Ｈ／λ）＋１２２．８
これにより、温度特性における頂点温度（以下、単に「頂点温度」と言う。）を、弾性表面波素子の実使用温度範囲またはその付近に設定することができ、弾性表面波素子は、実使用温度範囲での温度特性がより良好なものとなる。
【００１７】
本発明の弾性表面波素子では、前記櫛歯電極を介して一対で設けられ、複数の反射体を備える反射器を有し、
該各反射器は、前記弾性表面波の伝搬方向と前記水晶基板のＸ軸とのなす角度ψが９０±１０゜となるように配置されており、
前記絶縁膜は、さらに、少なくとも前記各反射体の前記水晶基板と反対側の面に設けられていることが好ましい。
これにより、弾性表面波素子の各種特性（特に、温度特性）をより向上させることができる。
【００１８】
本発明の弾性表面波素子では、前記各反射器は、いずれも、Ａｌを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、弾性表面波素子の各種特性（特に、温度特性）をより向上させることができる。
本発明の弾性表面波素子では、前記各反射器の規格化膜厚は、０．０３〜０．１４であることが好ましい。
これにより、弾性表面波素子の各種特性（特に、温度特性）をより向上させることができる。
本発明の弾性表面波素子では、前記各反射器の規格化膜厚と、前記カット角θとが前記関係Ａを満足するように設定されていることが好ましい。
これにより、弾性表面波素子の各種特性（特に、温度特性）をより向上させることができる。
本発明の電子機器は、本発明の弾性表面波素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の弾性表面波素子および電子機器の好適な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の弾性表面波素子の第１実施形態を模式的に示す斜視図、図２は、図１に示す弾性表面波素子の断面図である。なお、以下の説明では、図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２０】
図１および図２に示す弾性表面波素子１は、基板２と、基板２上に設けられたＩＤＴ３と、ＩＤＴ３の両側部に配置された一対の反射器４、５と、ＩＤＴ３および反射器４、５の上面（基板２と反対側の面）に設けられた絶縁保護膜（絶縁膜）６とを有している。
この弾性表面波素子１は、いわゆる１ポート型と呼ばれるタイプの素子であり、基板２に電圧を印加して、基板２に弾性表面波を励振させる機能を有する電極３ａ、３ｂを有している。また、本実施形態では、各電極３ａ、３ｂは、それぞれ、弾性表面波を電気信号に変換する機能も有する。
また、各反射器４、５は、基板２に伝搬する弾性表面波を反射して、反射器４と反射器５との間に封じ込める機能を有する。
【００２１】
ＩＤＴ３（各電極３ａ、３ｂ）に駆動電圧が入力されると、基板２の表面付近において弾性表面波が励振され、共振による特定周波数の電気信号がＩＤＴ３（各電極３ａ、３ｂ）より出力される。
各電極３ａ、３ｂは、それぞれ、所定間隔で並設された複数の電極指３１を有し、全体として櫛歯状をなしている。
また、各反射器４、５は、それぞれ、所定間隔で並設された複数の反射体４１、５１を有し、全体としてグレーティング状をなしている。これにより、各反射器４、５は、それぞれ、弾性表面波を効率よく反射し得るように構成されている。
【００２２】
これらの電極指３１および反射体４１、５１の幅、間隔、ピッチ、厚さ等を調整することにより、弾性表面波素子１において励振される弾性表面波の発振周波数等の特性を所望のものに設定することができる。
また、各反射器４、５の構成は、互いに同じであっても異なっていてもよいが、ほぼ同じ構成とするのが好ましい。これにより、反射器４と反射器５との間に、より確実に弾性表面波を封じ込めることができ、その結果、弾性表面波をより大きく共振させることができる。
【００２３】
ＩＤＴ３と各反射器４、５との離間距離ｆ、すなわち、最も反射器４（５）側の電極指３１の中心点と、最もＩＤＴ３側の反射体４１（５１）との中心点との離間距離ｆは、基板２において励振される弾性表面波の波長λの０．１〜０．８倍程度あるいはその値に波長の２分の１の整数倍を足したものであるのが好ましく、０．４〜０．６倍程度あるいはその値に波長の２分の１の整数倍を足したものであるのがより好ましい。
また、ＩＤＴ３と各反射器４，５の端面間隔ｇは、基板２において励振される弾性表面波の波長λの０．０５〜０．４倍程度あるいはその値に波長の整数倍を足した値であるのが好ましく、０．２〜０．３倍程度あるいはその値に波長の整数倍を足した値であるのがより好ましい。
以上のように設定することにより、ＩＤＴ３での弾性表面波の位相と、各反射器４、５での弾性表面波の位相とのズレを小さくすることができ、その結果、反射器４、５による弾性表面波の共振がより効率よく行われるようになる。
【００２４】
本発明では、基板２としてオイラー角（０、θ、ψ）で表される水晶基板を用いる。
基板２として水晶基板を用いることにより、弾性表面波素子１において、電気機械結合係数ｋ２の大きい弾性表面波が励振される。
ここで、オイラー角（φ,θ,ψ）の一般的な定義は次のようになっている。すなわち、デバイス座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をＺ軸の周りにφだけ回転し、次にφ回転後の新しいＹ’軸の周りにデバイスをθだけ回転し、最後にθ回転後の新しいＺ’’軸の周りにψだけ回転するときの各角度のことを言う。
そして、本発明では、角度ψが９０±１０゜に設定される。すなわち、弾性表面波素子１において、ＩＤＴ３および反射器４、５が、このＩＤＴ３により基板２の表面付近に励振される弾性表面波の伝播方向（電極指３１の長手方向に対してほぼ直交する方向）が、基板２のＸ軸に対して９０±１０゜となるように配置される。
【００２５】
また、カット角θは、１２６〜１５０゜に設定される。
まず、角度ψを９０±１０゜に設定する理由について説明する。
図３は、角度ψと各種弾性表面波の電気機械結合係数ｋ２との関係を示すグラフである。
図３に示すように、レイリー波は、角度ψが大きくなるのにしたがって減少し、９０゜でほぼ０になる。一方、横波（ＳＨ波）の弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ  Ｗａｖｅ：ＳＴＷ）は、角度ψが８０゜〜１００゜の範囲に大きなピークを有している。
このため、角度ψを９０±１０゜とすることにより、ＩＤＴ３によりＳＴＷを主成分とする弾性表面波が効率よく励振される。本発明では、この横波型弾性表面波（ＳＴＷ）を利用する。このＳＴＷは、音速が速いため、弾性表面波としてＳＴＷを主成分とするものを利用することにより、弾性表面波素子１の高周波化を図ることができる。
【００２６】
特に、角度ψは、９０±２゜に設定するのが好ましい。これにより、弾性表面波としてＳＴＷを効率よく利用することができるようになる。また、弾性表面波として、電気機械結合係数ｋ２の特に大きい波が励振するようになり、電気信号と弾性表面波との変換に際するエネルギー損失（挿入損失）が小さく抑えられる。
また、ＳＴＷは、各反射器４、５での反射係数が大きいことから、反射体４１、５１の本数が少なく抑えられ、弾性表面波素子１の小型化を図ることができるという利点がある。
【００２７】
次に、カット角θを１２６〜１５０゜に設定する理由について説明する。
図４は、水晶基板のカット角θと２次温度係数βと絶縁保護膜の規格化膜厚Ｈｚ／λとの関係を示すグラフである。
なお、Ｈｚは、絶縁保護膜６の平均厚さを示し、λは、ＳＴＷ（横波型弾性表面波）の波長を示す。
【００２８】
２次温度係数βとは、温度変化に対する周波数の２次の変動量を示す特性値であり、ＩＤＴ３（櫛歯電極）の平均厚さ（膜厚）を最適値に設定し、１次温度係数が「０」近傍になった際に現れる温度特性である。
ここで、１次温度係数は、一般的に温度係数（ＴＣＦあるいはα）と標記され、ＴＣＦ＝「０」とは、１次温度係数αが「０」であることを示す。
なお、２次温度係数βの値が「０」に近い程、より良好な温度特性が得られることを意味する。
【００２９】
図４に示すように、２次温度係数βには、水晶基板のカット角θとの間に相関関係が存在し、カット角θが大きくなるのに従って小さくなる。
したがって、より大きいカット角θの水晶基板を選択すれば、より温度特性が良好な弾性表面波素子１を作成可能であるが、実際には、カット角θとＩＤＴ３の規格化膜厚との間にも、後述するような関係が存在するため、良好な温度特性を維持するためには、水晶基板のカット角θを大きく設定すると、ＩＤＴ３の膜厚を増大させなければない。
このため、ＩＤＴ３を形成する工程（成膜時や、エッチング時）に、ＩＤＴ３に厚みのバラツキが生じ易いという問題や、成膜時間に長時間を要するという問題が生じ、カット角θを単純に増加するのには限界がある。
【００３０】
このようなことを考慮して、水晶基板のカット角θを１２６〜１５０゜の範囲に設定した。これにより、２次温度係数βを「０」に近づけることができ、その結果、弾性表面波素子１の温度特性を良好なものとすることができる。
また、図４に示すように、２次温度係数βは、絶縁保護膜６の膜厚（規格化膜厚）にも影響を受けて変動する。本発明では、さらに、この絶縁保護膜６の規格化膜厚Ｈｚ／λを設定することにより、弾性表面波素子１の温度特性の最適化を図った。この点については、後に説明する。
このような基板２の厚さ（平均）は、特に限定されないが、０．０５〜１ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜０．８ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００３１】
絶縁保護膜６は、ＩＤＴ３および反射器４、５の表面に異物が付着するのを防止して、異物を介した電極指３１間のショートを防ぐ機能を有するものである。
本実施形態では、絶縁保護膜６は、図２に示すようにＩＤＴ３（電極指３１）および反射器４、５（反射体４１、５１）の上面に選択的に設けられており、ＩＤＴ３および反射器４、５の側面は露出している。
【００３２】
さて、本発明では、この絶縁保護膜６の規格化膜厚Ｈｚ／λを０．０２〜０．４に設定したことに特徴を有する。これにより、２次温度係数βを確実に改善（向上）すること、すなわち、温度特性（温度変化に伴う周波数変動）を確実に改善（向上）することができる。なお、Ｈｚ／λが０．４を上回ると、電気機械結合係数ｋ２が小さくなるため、弾性表面波素子の特性が低下する。
この絶縁保護膜６の構成材料としては、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）あるいはＳｉＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２のような酸化物、ＳｉｘＮｙ、ＡｌＮのような窒化物、ＴｉＣ、ＳｉＣのような炭化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
これらの中でも、絶縁保護膜６の構成材料としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉｘＮｙのうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。これらの材料を主材料とする絶縁保護膜６は、スパッタ法やＣＶＤ法により比較的容易に形成可能であるとともに、特に高い絶縁性を有するものとなることから好ましい。
特に、酸化シリコンを主材料とする絶縁保護膜６は、温度が高くなるほど、周波数が高くなる性質があるため、頂点温度を高めに設定する効果がある。また、その他の材料を主材料とする絶縁保護膜６は、頂点温度を低めに設定する効果がある。
【００３４】
なお、絶縁保護膜６をＳｉＯ２を主材料として構成する場合、当該絶縁保護膜６の規格化膜厚Ｈｚ／λは、０．０３〜０．３８に設定するのが好ましい。
また、絶縁保護膜６をＡｌ２Ｏ３を主材料として構成する場合、当該絶縁保護膜６の規格化膜厚Ｈｚ／λは、０．０４〜０．４に設定するのが好ましい。
このような範囲に、絶縁保護膜６の規格化膜厚Ｈｚ／λを設定することにより、質量の増大に伴うＳＴＷの発振周波数の低下を防止または抑制しつつ、温度特性（周波数温度特性）をより改善（向上）することができる。また、十分な絶縁性も発揮される。
【００３５】
次に、ＩＤＴ３の構成について説明する。
ＩＤＴ３の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、ＩＤＴ３の構成材料としては、Ａｌを主成分とするものが好ましい。Ａｌは、電気抵抗が小さいため、ＩＤＴ３をＡｌを主材料として構成することにより、エネルギー損失が小さくなる。このため、弾性表面波素子１では、弾性表面波の共振がより鋭くなる。
【００３６】
また、Ａｌは比重が小さいので、ＩＤＴ３の膜厚に依存した音速変化が小さく抑えられる。したがって、中心周波数のばらつきを抑えることができる。
また、ＩＤＴ３の膜厚の制御が容易となるので、精度の高い弾性表面波素子１を得ることができる。
さらに、Ａｌに、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｃ等を添加することにより、ＩＤＴ３のマイグレーション耐性を改善することもできる。
【００３７】
このようなＩＤＴ３は、骨格となる電極層の上面または下面の少なくとも一方の面側に、バリアメタルとなる電極層が設けられた多層構成とされていてもよい。
また、ＩＤＴ３は、Ｉ：その規格化膜厚Ｈ／λ（ＨはＩＤＴ３の平均厚さを示し、λはＳＴＷの波長を示す。）、および、II：その規格化膜厚Ｈ／λと水晶基板のカット角θとの関係のいずれか一方が以下に示す条件を満足するのが好ましく、双方が以下に示す条件を満足するのがより好ましい。
【００３８】
Ｉ：ＩＤＴ３の規格化膜厚Ｈ／λは、０．０３〜０．１４程度であるのが好ましく、０．０５５〜０．１２５程度であるのがより好ましい。ＩＤＴ３の規格化膜厚Ｈ／λを前記範囲とすることにより、温度特性がより改善され、また、電気機械結合係数ｋ２が大きくなり、電気機械変換に際するエネルギー損失を小さく抑えることができる。
また、ＩＤＴ３の規格化膜厚Ｈ／λを前記範囲とすることにより、ＩＤＴ３のマスローディング効果が好適に発揮され、ＳＴＷを水晶基板の表面付近に閉じ込めることが可能となる。その結果、弾性表面波素子１では、ＳＴＷが良好に励振されるようになる。
【００３９】
II：ＩＤＴ３の規格化膜厚Ｈ／λと基板２のカット角θとは、次の関係Ａを満足するのが好ましい。
［関係Ａ］
θｍｉｎ≦θ≦θｍａｘ
θｍａｘ＝３３４４．８（Ｈ／λ）２−１４３．６５（Ｈ／λ）＋１２９．０９８
θｍｉｎ＝２５６０．４（Ｈ／λ）２−１４７．１８（Ｈ／λ）＋１２２．８
［関係Ａ’］
θｍｉｎ’≦θ≦θｍａｘ’
θｍａｘ’＝２７４７．８（Ｈ／λ）２−７２．４（Ｈ／λ）＋１２１．５
θｍｉｎ’＝２５６０．４（Ｈ／λ）２−１４７．１８（Ｈ／λ）＋１２２．８
図５は、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと水晶基板のカット角θとの関係を示すグラフである。
【００４０】
前記関係Ａを満足する範囲は、図５中の領域Ｘで示される範囲であり、前記関係Ａ’を満足する範囲は、図５中の領域Ｙで示される範囲である。
カット角θとＩＤＴ３の規格化膜厚Ｈ／λとを、領域Ｘ内の関係を満足する値に設定することにより、頂点温度を、弾性表面波素子１の実使用温度範囲またはその付近に設定することができ、弾性表面波素子１は、実使用温度範囲での温度特性がより良好なものとなる。また、領域Ｙ内の関係を満足する値に設定することにより、前記効果がより顕著なものとなる。
【００４１】
なお、各反射器４、５についても、それぞれ、ＩＤＴ３と同様の構成とするのが好ましい。すなわち、各反射器４、５は、いずれも、ＩＤＴ３と同様の構成材料で構成すること、その規格化膜厚を０．０３〜０．１４の範囲に設定すること、および、その規格化膜厚とカット角θとが前記関係Ａ（特に、関係Ａ’）を満足することが好ましい。
これにより、弾性表面波素子１の各種特性をより向上させることができる。また、各反射器４、５をＩＤＴ３と同時に形成することができるので、弾性表面波素子１の製造プロセスの簡易化を図ることもできる。
【００４２】
また、各反射器４、５の規格化膜厚をＩＤＴ３と同様にすることにより、ＳＴＷの反射率を十分に大きくすることができる。このため、反射体４１、５１の数を少なくすることができ、弾性表面波素子１の小型化を図ることができるという利点もある。
なお、各反射器４、５の規格化膜厚は、必要に応じて、ＩＤＴ３と異なるように設定するようにしてもよい。
【００４３】
以上説明したような弾性表面波素子１は、基板２として水晶基板を用い、そのオイラー角（０、θ、ψ）の角度ψ、カット角θ、および、絶縁保護膜６の規格化膜厚Ｈｚ／λを、それぞれ設定（規定）したことによる相乗効果により、各種特性（特に、温度特性）が良好なものとなる。
また、ＩＤＴ３の構成材料、ＩＤＴ３の規格化膜厚Ｈ／λ、および、ＩＤＴ３の規格化膜厚Ｈ／λとカット角θとの関係を、それぞれ設定（規定）することにより、前記効果をより向上させることができる。
なお、本実施形態では、絶縁保護膜６を、ＩＤＴ３および反射器４、５の上面に選択的に設ける場合について説明したが、絶縁保護膜６の構成（形状）は、図６および図７に示すようにしてもよい。
【００４４】
図６および図７は、それぞれ、絶縁保護膜の他の構成例を示す図である。なお、以下の説明では、図６および図７中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図６に示す絶縁保護膜６’は、ＩＤＴ３（各電極指３１）および反射器４、５（各反射体４１、５１）の表面を覆うように設けられている。これにより、絶縁保護膜６’の内部応力が、基板２を撓ませる方向に作用し、図２に示す絶縁保護膜６を設ける場合に対して、温度特性を変化させることができる。
【００４５】
図７に示す絶縁保護膜６’’は、ＩＤＴ３（各電極指３１）および反射器４、５（各反射体４１、５１）の表面、さらに、基板２のＩＤＴ３（各電極指３１）および反射器４、５（各反射体４１、５１）から露出する部分（弾性表面波伝播部分）を覆うように設けられている。このような絶縁保護膜６’’を設けることにより、基板２を撓ませる方向により大きく作用し、図２に示す絶縁保護膜６を設ける場合に対して、温度特性をより確実に変化させることができる。
また、かかる構成の絶縁保護膜６’’は、膜厚の比較的大きいものを形成するのが容易であるという利点もある。
絶縁保護膜の規格化膜厚を変更するのに加え、絶縁保護膜の構成を変更することにより、弾性表面波素子１の温度特性をさらに微細に調整することができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の弾性表面波素子の第２実施形態について説明する。
図８は、本発明の弾性表面波素子の第２実施形態を示す斜視図、図９は、図８に示す弾性表面波素子の断面図である。なお、以下の説明では、図９中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００４７】
以下、第２実施形態の弾性表面波素子について、前記第１実施形態の弾性表面波素子１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の弾性表面波素子７は、弾性表面波を励振させる機能と弾性表面波を電気信号に変換する機能を兼ねるＩＤＴ３の代わりに、入力用のＩＤＴ８および出力用のＩＤＴ９がそれぞれ設けられている以外は、前記第１実施形態の弾性表面波素子１と同様である。
【００４８】
ＩＤＴ（入力側電極）８は、基板２に電圧を印加して、基板２の表面付近に弾性表面波を励振させる機能を有するものであり、一方、ＩＤＴ（出力側電極）９は、基板２の表面付近を伝搬する弾性表面波を検出し、弾性表面波を電気信号に変換して外部に出力する機能を有するものである。
したがって、ＩＤＴ８に駆動電圧が入力されると、基板２において弾性表面波が励振され、共振による特定周波数の電気信号がＩＤＴ９より出力される。
各ＩＤＴ８、９は、それぞれ、所定間隔で並設された複数の電極指８１、９１を有する櫛歯形状をなしており、各ＩＤＴ８、９の電極指８１、９１の幅、間隔、ピッチ、厚さ等を調整することにより、弾性表面波の発振周波数等の特性を所望のものに設定することができる。
【００４９】
この第２実施形態の弾性表面波素子７においても、基板２として水晶基板を用い、そのオイラー角（０、θ、ψ）の角度ψ、カット角θ、および、絶縁保護膜６の規格化膜厚Ｈｚ／λを、それぞれ設定（規定）したことによる相乗効果により、例えば狭帯域フィルターとしての優れた性能が得られるとともに、エネルギー損失が小さく抑えられる。
また、ＩＤＴ８、９の構成材料、ＩＤＴ８、９の規格化膜厚Ｈ／λ、および、ＩＤＴ８、９の規格化膜厚Ｈ／λとカット角θとの関係を、それぞれ設定（規定）することにより、前記効果をより向上させることができる。
また、本実施形態においても、絶縁保護膜６に代えて、絶縁保護膜６’、６’’を設けることもできる。
上述したような弾性表面波素子１、７は、各種の電子機器に適用することができ、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。
【００５０】
次に、本発明の弾性表面波素子を備える電子機器について、図１０〜図１２に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
図１０は、本発明の弾性表面波素子を備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピュータ１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する弾性表面波素子１（または７）やアンテナ１１０１が内蔵されている。
【００５１】
図１１は、本発明の弾性表面波素子を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ１２０１、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器等として機能する弾性表面波素子１（または７）が内蔵されている。
【００５２】
図１２は、本発明の弾性表面波素子を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００５３】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。
【００５４】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
このようなディジタルスチルカメラ１３００には、フィルター、共振器等として機能する弾性表面波素子１（または７）が内蔵されている。
【００５５】
なお、本発明の弾性表面波素子を備える電子機器は、図１０のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図１１の携帯電話機、図１２のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【００５６】
以上、本発明の弾性表面波素子および電子機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の弾性表面波素子は、用途に応じて反射器、櫛歯電極の数を変更してもよく、また反射器を省略することもできる。
また、例えば、櫛歯電極および反射器は、それぞれ、電極指および反射体以外の部分が絶縁膜から露出するような構成であってもよい。
また、本発明の弾性表面波素子には、各種機能を有する半導体素子が複合化されていてもよい。
【実施例】
【００５７】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．弾性表面波素子の作製
（実施例１）
まず、基板として、平均厚さ：０．４ｍｍの水晶基板を用意した。この水晶基板のオイラー角は（０、１３３、９０）である。
【００５８】
次に、水晶基板上に、真空蒸着法によりアルミニウムを被着させ、アルミニウム膜（導電性材料膜）を形成した。
次に、フォトリソグラフィー法により、ＩＤＴ（櫛歯電極）および反射器に対応する形状のレジスト層を形成した。
次に、このレジスト層をマスクとして用いて、アルミニウム膜の不要部分を除去することにより、ＩＤＴおよび反射器を形成した後、レジスト層を除去した。
次に、ＩＤＴおよび反射器を覆うように、水晶基板の全面に、ＣＶＤ法により酸化シリコン（ＳｉＯ２）を被着させ、酸化シリコン膜（絶縁保護膜）を形成した。
【００５９】
これにより、図８および図７に示す弾性表面波素子を得た。
なお、ＩＤＴおよび反射器の規格化膜厚は、それぞれ０．０８とした。
また、絶縁保護膜の規格化膜厚は、０．２とした。
また、ＩＤＴと各反射器との離間距離ｇをそれぞれ弾性表面波の波長の０．２５倍とし、距離ｆをそれぞれ弾性表面波の波長の０．５倍とした。
【００６０】
（実施例２〜６、比較例１〜４）
水晶基板として、表１に示すオイラー角のものを用い、絶縁保護膜の構成材料、絶縁保護膜の形状、絶縁保護膜の規格化膜厚、ＩＤＴおよび反射器の規格化膜厚Ｈ／λを、それぞれ、表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、図１に示す弾性表面波素子を得た。
なお、絶縁保護膜の形状を、図２および図６に示すような形状とする場合には、ＩＤＴおよび反射器を覆うように、絶縁保護膜を形成した後、この上に所定のレジスト層を形成し、このレジスト層をマスクとして用いて、絶縁保護膜の不要部分を除去した。
【００６１】
【表１】
2006237750.tif 000003
【００６２】
２．評価
各実施例および各比較例の弾性表面波素子について、それぞれ、温度変化に対する周波数変動を調べた。
その結果を、図１３に示す。
図１３から明らかなように、各実施例の弾性表面波素子（本発明の弾性表面波素子）は、いずれも、温度変化に対する周波数変動が小さいものであった。
これに対して、各比較例の弾性表面波素子は、いずれも、温度変化に対する周波数変動が大きいものであった。
また、各実施例の弾性表面波素子では、いずれも鋭い共振が得られた。代表的に、図１４には、実施例１の弾性表面波素子の特性を示す。
【００６３】
なお、前記実施例１〜６および比較例１〜４と同様にして図１および図９に示す弾性表面波素子を作製し、これらについて、それぞれ、温度を変化に対する周波数変動を調べた結果、前記とほぼ同様の結果が得られた。また、各実施例（本発明）の弾性表面波素子は、いずれも、低いインピーダンスが得られ十分な共振が確認された。
また、絶縁保護膜の構成を、図２および図６に代えた以外は、前記実施例１〜６および比較例１〜４と同様にして弾性表面波素子を作成し、これらについて、それぞれ、温度を変化に対する周波数変動を調べた結果、これを変化させ得ることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の弾性表面波素子の第１実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す弾性表面波素子の断面図である。
【図３】角度ψと各種弾性表面波の電気機械結合係数ｋ２との関係を示すグラフである。
【図４】水晶基板のカット角θと２次温度係数βと絶縁保護膜の規格化膜厚Ｈｚ／λとの関係を示すグラフである。
【図５】ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと水晶基板のカット角θとの関係を示すグラフである。
【図６】絶縁保護膜の他の構成例を示す図である。
【図７】絶縁保護膜の他の構成例を示す図である。
【図８】本発明の弾性表面波素子の第２実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８に示す弾性表面波素子の断面図である。
【図１０】本発明の弾性表面波素子を備える電子機器（ノート型パーソナルコンピュータ）である。
【図１１】本発明の弾性表面波素子を備える電子機器（携帯電話機）である。
【図１２】本発明の弾性表面波素子を備える電子機器（ディジタルスチルカメラ）である。
【図１３】各実施例および各比較例の弾性表面波素子における温度変化に対する周波数変動を示すグラフである。
【図１４】実施例１の弾性表面波素子の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１、７‥‥弾性表面波素子  ２‥‥基板  ３‥‥ＩＤＴ  ３ａ、３ｂ‥‥電極（櫛歯電極）  ３１‥‥電極指  ４、５‥‥反射器  ４１、５１‥‥反射体  ６、６’、６’’‥‥絶縁保護膜  ８‥‥ＩＤＴ（入力側電極）  ８１‥‥電極指  ９‥‥ＩＤＴ（出力側電極）  ９１‥‥電極指  １１００‥‥パーソナルコンピュータ  １１０１‥‥アンテナ  １１０２‥‥キーボード  １１０４‥‥本体部  １１０６‥‥表示ユニット  １２００‥‥携帯電話機  １２０１‥‥アンテナ  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース（ボディー）  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥メモリ  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥データ通信用の入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【図１】
2006237750.tif 000004
【図２】
2006237750.tif 000005
【図３】
2006237750.tif 000006
【図４】
2006237750.tif 000007
【図５】
2006237750.tif 000008
【図６】
2006237750.tif 000009
【図７】
2006237750.tif 000010
【図８】
2006237750.tif 000011
【図９】
2006237750.tif 000012
【図１０】
2006237750.tif 000013
【図１１】
2006237750.tif 000014
【図１２】
2006237750.tif 000015
【図１３】
2006237750.tif 000016
【図１４】
2006237750.tif 000017